MIPS32寄存器详解

通用寄存器

MIPS32包含32个通用寄存器，硬件没有强制性的指定寄存器的使用规则，但是在实际使用中，这些寄存器的用法都遵循一系列的约定。

$0 不管写入什么值，读该寄存器永远返回零；

$31 永远存在正常函数调用指令（JAL/JR）的返回地址；

$v0, $v1 用来存放一个子程序（函数）的非浮点运算的结果或者返回值，如果这两个寄存器不够存放需要返回的值，则通过内存完成；

$a0~a3 用来传递子函数调用时前4个非浮点参数，从左到右，超过4个参数使用任务栈传递；

$t0~t9 函数执行过程中存放临时变量，当调用子函数时，这些寄存器中的值可以被随意更改，无需保存；

$s0~s8 子函数必须保证当函数返回时，这些寄存器的内容必须回复到函数调用之前的值，一般是在函数入口将s0~s8压栈，函数返回时，退栈；

$k0, $k1 异常或者中断处理程序使用，可以随意使用，ISR结束不需要恢复寄存器值；

$gp 全局指针，指向运行时君顶的静态数据（static data）区域的一个位置，将gp指针作为基地址，前后32KB的数据存取，只需要一条指令即可实现；

$sp 栈顶指针，MIPS是大端模式，栈的增长方向是从高地址向低地址增长；

 

协处理器0寄存器

MIPS协处理器0是系统控制协处理器，主要实现CPU配置、高速缓存控制、异常和中断控制、定时器、事件计数器、奇偶校验、错误检测等功能。

MIPS协处理器1是浮点协处理器，是浮点运算单元。

MIPS协处理器2偶尔用于定制的ISA扩展或者在几个SoC应用中提供专用的寄存器。

MIPS协处理器3是浮点指令处理器，主要处理浮点运算指令，即浮点运算的控制单元。

协处理器0操作指令

1、写CP0协处理器寄存器

mtc0    s, <n>    #把CPU通用寄存器s的值写入CP0寄存器n中

当MIPS刚问世时，最多可以支持32个CP0寄存器，但是后续的MIPS32/64最多可以支持256个CP0寄存器。为了保持指令向前兼容，通过在CP0寄存器号（实际上是指令中以前编码为0的域）后附加3位的select域来实现。这样就出现了CP0 12.1这种写法的寄存器，访问方式如下：

mtc0    s, $12, 1 #把CPU通用寄存器s的值写入CP0寄存器12.1中

2、读CP0协处理器寄存器

mfc0    d, <n>    #从CP0寄存器n取值写入CPU通用寄存器d中